GMT復(fù)合材料基建筑模板在建筑施工中的應(yīng)用

羅東燕

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院，廣東 東莞 523960）

0 引言

當(dāng)今建筑領(lǐng)域應(yīng)用最廣的是混凝土結(jié)構(gòu)。建筑模板作為混凝土的成型模具，在混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中極其重要，同時(shí)在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中也很重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，模板工程不僅對(duì)建筑工程的質(zhì)量、進(jìn)度、安全存在嚴(yán)重的影響，還會(huì)直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，對(duì)建筑工程來說，建筑模板的選擇與使用非常重要。

當(dāng)今，低碳、綠色和可持續(xù)發(fā)展理念逐漸成為建筑工程的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)的木模板、竹膠合板、木膠合板由于會(huì)造成森林資源的破壞，且產(chǎn)生的廢棄物大部分被棄置或焚燒不能回收利用，易造成環(huán)境污染，與當(dāng)前的環(huán)保大趨勢相悖。現(xiàn)代鋼模板的生產(chǎn)能耗、材料費(fèi)用、安裝費(fèi)用都較高，比較適用大模板、工具式模板，對(duì)于常規(guī)建筑來說，使用起來靈活性較差。塑料模板是一種節(jié)能型和綠色環(huán)保產(chǎn)品，無毒、無味、平整度高，有防水、防腐、抗化學(xué)品腐蝕及阻燃的功能，節(jié)能環(huán)保，周轉(zhuǎn)次數(shù)高，與水泥無親和力、脫模施工方便，廢品可回收重復(fù)利用，攤銷成本低等優(yōu)勢，是一種節(jié)能型和綠色環(huán)保產(chǎn)品。

GMT（Glass Mat Reinforced Thermoplastics）是一種將云母與玻璃纖維融入聚丙烯樹脂基材中制成的新型復(fù)合材料，其結(jié)實(shí)耐用、高強(qiáng)、質(zhì)輕、半透明、安裝簡單，兼具節(jié)能環(huán)保及可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，是目前國際上最先進(jìn)的材料之一。研究表明，采用GMT復(fù)合材料制作的新型塑料模板具有比傳統(tǒng)建筑模板更優(yōu)異的性能，是能夠?qū)崿F(xiàn)“以塑代木、以塑代鋁及以塑代鋼”，并實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、綠色建筑、綠色施工要求的新型建筑材料，具有廣闊的發(fā)展前景。本文就GMT復(fù)合材料基建筑模板在建筑施工中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 建筑模板的種類及GMT復(fù)合材料基建筑模板的性能優(yōu)勢

1.1 建筑模板的種類

（1）木質(zhì)模板。在房屋建造階段，木質(zhì)模板有著極其重要的歷史地位，其在建筑模板工程中使用范圍最廣、沿用時(shí)間最長、理論研究最完善。木質(zhì)模板最顯著的特點(diǎn)是能靈活運(yùn)用于各種結(jié)構(gòu)，但在其使用中暴露了很多問題。首先在實(shí)際使用中不能選有缺陷、易腐蝕的材質(zhì)；其次對(duì)安裝要求高，特別是要注意防塵和后期維護(hù)，以防止木材被灰塵污染，降低其使用壽命；最后木模板脫模不方便且重復(fù)利用率低。因此，使用木模板存在大量資源浪費(fèi)、大量人力要求、大量廢棄物、大量安裝及拆除零件、回收利用率低、管理難度大等缺陷[1]。由于受國家環(huán)境保護(hù)政策、市場占有率下降、人工費(fèi)用上漲、固定資產(chǎn)增長放緩等影響，隨著模板行業(yè)競爭越來越激烈，木質(zhì)模板已面臨全面落后甚至淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）竹木膠合板模板。選擇竹木膠合板模板應(yīng)注重表面光滑平整才易脫模，否則將嚴(yán)重影響建筑物質(zhì)量。竹木膠合板模板具有耐水、耐磨、耐酸堿腐蝕性等特點(diǎn)，并且具備優(yōu)良的保溫性能，易脫模及可兩面使用等優(yōu)點(diǎn)[2]。該模板同樣存在很多缺點(diǎn)：其一，常用的厚度宜為12mm、15mm、18mm，不能過輕、也不能太重；其二，該模板應(yīng)用階段對(duì)含水率要求較高，各層板原材含水率不能大于15%，且要求相鄰兩層板含水率差別不應(yīng)大于5%；其三，對(duì)外觀質(zhì)量及尺寸要求也很高。因此該模板已經(jīng)逐漸被建筑市場淘汰。

（3）鋼制模板。鋼制模板的選擇應(yīng)重視承載能力且需考慮在施工過程中的振動(dòng)沖擊。鋼模易受應(yīng)力作用而發(fā)生變形甚至斷裂等問題，實(shí)踐表明鋼制模板存在“自重大施工難、可塑性差加工難、運(yùn)輸難度大、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、設(shè)計(jì)及購置費(fèi)用高、配件型制多、管理難”等主要問題，鋼模板現(xiàn)今已轉(zhuǎn)向需要現(xiàn)澆大型混凝土結(jié)構(gòu)如道路、隧道、橋梁、港口、水電站等項(xiàng)目，因此鋼制模板的應(yīng)用和發(fā)展受到了極大的限制[3]。

（4）鋁合金模板。同體積的鋁合金模板和鋼制模板自重比為1∶3，能有效克服鋼模自重大的缺陷。在實(shí)際的施工階段，首先鋁合金模板的選用應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求控制金屬含量；其次鋁合金模板現(xiàn)場流動(dòng)性差，不能靈活適應(yīng)結(jié)構(gòu)變化；再者為實(shí)現(xiàn)組合模板的多樣化和小型化以便提高模板通用性，這在無形中增加了損耗；另外鋁合金模板一次性投入大，配模設(shè)計(jì)要求高，對(duì)深化設(shè)計(jì)圖要求也高，這限制了其在非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的建筑工程中的使用，無法拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。因此，建筑領(lǐng)域正尋求其他新型建筑模板，以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。

（5）GMT復(fù)合材料基建筑模板。GMT復(fù)合材料基建筑模板是當(dāng)前國際國內(nèi)都在極力追求的最先進(jìn)的新型模板之一。由聚丙烯樹脂及其合金作為基材，加入玻璃纖維和云母增強(qiáng)復(fù)合而成的板材，兼?zhèn)渌芰腺|(zhì)量輕和玻璃纖維機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)。在目前國際上已經(jīng)發(fā)展為無數(shù)發(fā)達(dá)國家主推的建筑模板材料，已經(jīng)取代了木質(zhì)和竹質(zhì)模板在建筑工程中廣泛應(yīng)用，主要在平臺(tái)、樓板、墻體、房梁當(dāng)中進(jìn)一步使用，GMT新型建筑模板有質(zhì)量輕、抗?jié)瘛⒎栏⒛退帷⒛蛪A、剛性好和韌性佳等優(yōu)點(diǎn)[4]。并且其抗沖擊性、抗伸縮性均比木模板、膠合板、PVC板和PP塑料板優(yōu)越，本身可回收可循環(huán)使用，節(jié)能環(huán)保，可顯著降低工程施工成本。其主要規(guī)格尺寸見表1。

表1 GMT復(fù)合材料基建筑模板尺寸規(guī)格表

1.2 GMT復(fù)合材料基建筑模板的性能優(yōu)勢

GMT復(fù)合材料基建筑模板原材料為廢棄塑料、廢棄石材，極易獲取且不存在不可再生資源的消耗；生產(chǎn)工藝成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；可以實(shí)現(xiàn)二次回收利用，不存在金屬模板回收程序復(fù)雜和回收能耗高的問題，因此具有綜合成本較低的優(yōu)勢。GMT復(fù)合材料基建筑模板與傳統(tǒng)模板性能對(duì)比見表2。

表2 GMT復(fù)合材料基建筑模板與傳統(tǒng)模板性能對(duì)比

2 GMT復(fù)合材料基建筑模板在建筑施工中的應(yīng)用

2.1 GMT復(fù)合材料基建筑模板的施工控制要點(diǎn)

GMT新型塑料模板質(zhì)輕，安裝和運(yùn)輸均便利；相較木模板透光性好，在模板施工時(shí)下部工人對(duì)上部情況可視，有利于工人施工操作及保障施工安全，同時(shí)對(duì)模板安裝質(zhì)量也有很大的保障[5]。最重要的是GMT模板原材料本身是廢棄物、污染物的再利用，可以回收重復(fù)利用，不會(huì)造成森林資源的破壞以及其他可再生資源的浪費(fèi)，符合施工現(xiàn)場文明施工的要求，同時(shí)符合建筑發(fā)展的低碳節(jié)能方向。GMT復(fù)合材料基新型建筑模板的施工要點(diǎn)見表3。

表3 GMT復(fù)合材料基建筑模板施工控制要點(diǎn)

2.2 針對(duì)GMT復(fù)合材料基建筑模板缺陷的創(chuàng)新對(duì)策

GMT復(fù)合材料基建筑模板在使用中暴露出強(qiáng)度、剛度較小；耐熱性較差；易發(fā)生熱脹冷縮等缺點(diǎn)。經(jīng)研究，提出以下創(chuàng)新對(duì)策：

（1）強(qiáng)度及剛度小對(duì)策。GMT復(fù)合材料基建筑模板比傳統(tǒng)的鋼模、木模強(qiáng)度及剛度低，主要用于平臺(tái)模板如屋頂、樓板處，通過調(diào)整次梁間距可滿足剛度要求；如作墻柱模板，須做成增加鋼制邊框模板或做成背部帶肋的中空塑料模板。

（2）耐熱性差對(duì)策。由于GMT建筑模板的材料類似于塑料，當(dāng)鋼筋采取電焊連接時(shí)，為防止高溫焊渣掉落損壞模板，在施焊部位必須采取防火棉或其它難燃材料，阻止火花燙壞板面，影響混凝土外觀質(zhì)量。

（3）熱脹冷縮系數(shù)較大問題及相應(yīng)對(duì)策。GMT建筑模板受外界氣溫影響較大，易發(fā)生熱脹冷縮變形。如果在較低溫的夜間施工拼板，第二天中午溫度變高使模板膨脹會(huì)擠壓相鄰模板起拱；如果在較高溫度的中午施工拼板，夜晚溫度降低使模板收縮造成鄰板產(chǎn)生裂縫。模板拆除后將無法滿足結(jié)構(gòu)對(duì)平整度和垂直度要求。研究表明GMT模板有約1mm的脹縮值，若在施工排版時(shí)預(yù)留約1mm的伸縮縫，通過海綿條填縫的方法可確保模板封閉不漏漿。

（4）模板拆除施工要點(diǎn)。GMT復(fù)合材料基建筑模板拆除按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求進(jìn)行[5]。同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)80%時(shí)可進(jìn)行拆模。拆模前立桿要保證不松動(dòng)頂緊模板底面；禁止重錘硬擊、撬棍硬撬拆模；拆模后注意安全堆放保管；嚴(yán)禁踩踏、撞擊及拋擲模板。

3 GMT復(fù)合材料基建筑模板應(yīng)用效果

（1）質(zhì)量方面。GMT模板表面平整，無需使用脫模劑拆模可獲得平整的混凝土表面；模板表面光滑不易粘混凝土，拆模時(shí)用清水清洗即可，不用脫模劑拆除模板，拆模方便；GMT模板表面不易吸水，成型的混凝土觀感質(zhì)量佳，即便夏天高溫施工也不會(huì)產(chǎn)生蜂窩麻面；模板穩(wěn)定性好，不易變形，能夠保證拼縫的嚴(yán)實(shí)。

（2）施工方面。GMT模板質(zhì)輕，安裝和運(yùn)輸均便利；相較木模板透光性好，在模板施工時(shí)下部工人對(duì)上部情況可視，有利于工人施工操作及保障施工安全，同時(shí)對(duì)模板安裝質(zhì)量也有很大的保障。

（3）經(jīng)濟(jì)效益方面。當(dāng)今市場上GMT模板可以直接購買也可以租賃。購買成本為：GMT模板約250元/m2，木質(zhì)膠合板模板約50元/m2，竹質(zhì)膠合板模板約65元/m2；周轉(zhuǎn)次數(shù)為：GMT模板50次以上，木質(zhì)膠合板模板約5次，竹質(zhì)膠合板模板約7次；因此單次使用成本為：木模板10元/次，竹模板9元/次，而GMT模板只需要5元/次；GMT模板的人工成本與普通木、竹質(zhì)模板基本相近。因此可以看出GMT模板和傳統(tǒng)木、竹質(zhì)模板相較，在經(jīng)濟(jì)成本上節(jié)省了50%。GMT模板還可以通過租借的方式獲得，而傳統(tǒng)木質(zhì)、竹質(zhì)模板由于損耗率高，無法回收利用，在此方面無法與之相較。同時(shí)使用GMT塑料模板不需要脫模劑，不會(huì)產(chǎn)生模板清潔費(fèi)用，無形中降低了輔助成本。

（4）綠色施工方面。GMT模板是玻璃纖維塑料基復(fù)合材料，是一種塑料制品，能夠?qū)崿F(xiàn)“以塑代木、以塑代鋼、以塑代鋁”的環(huán)保要求，有助于實(shí)現(xiàn)文明施工。在使用過程中通過一定的組織、技術(shù)措施，可實(shí)現(xiàn)便捷施工同時(shí)保證施工質(zhì)量；關(guān)鍵是GMT模板回收利用率高，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的要求。

4 結(jié)束語

當(dāng)今建筑市場塑料與水泥、鋼材、木材并稱四大建材。建筑塑料制品作為綠色、節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)品，其推廣使用滿足節(jié)能降耗的要求。GMT復(fù)合材料基建筑模板是一種新型模板，為實(shí)現(xiàn)GMT模板大規(guī)模推廣，需要經(jīng)過大量實(shí)踐的檢驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，不斷改進(jìn)在使用過程中暴露的缺點(diǎn)，使其施工工藝更完善，整個(gè)模板體系更健全。GMT模板利用其獨(dú)特的制造及安裝工藝，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模板優(yōu)勢，又能避免其劣勢，雖然還存在著熱脹冷縮、翹曲變形等缺點(diǎn)，但通過不斷的實(shí)踐改進(jìn)，在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)綠色施工的大趨勢下，GMT復(fù)合材料基建筑模板與生俱來的生產(chǎn)及安裝便利、安全環(huán)保、回收利用率高等優(yōu)勢，必將廣泛用于建筑領(lǐng)域。